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舰船电气设备故障类型与排除方法研究 摘要：针对舰船电气设备常见的故障，对故障类型进行分类，阐述了故障检测排除的过程，最后针对舰船PLC故障进行了分析，具有一定的现实参考意义。 关键词：电气设备；故障；排除方法 引言 舰船电气设备在使用中常常由于设计制造上的缺陷、工作中的自然损耗、或者是气候及工作环境的影响，使其性能下降，容易发生故障，若在出现故障后不及时维修，将对舰船的正常航行造成影响。如果对于舰船电气设备所发生的故障能及时做出正确的判断，查出故障部位，找明故障原因，确定排除方法，那么就可以大大减少维修的盲目性，同时，也提高了效率。 电气故障具有故障点的隐蔽性、故障因果关系的复杂性、故障模式的多样性等特点。此外，不同的舰船电气设备，其工作特点和受外界因素的影响也不同，产生故障的原因也不同。而且，故障原因与故障征兆之间往往不是一一对应的关系。因此，故障排除不仅在于研究故障本身，而更在于研究排除故障的方法。 在实际工作中，舰船电气故障出现的范围很广，涉及到电气系统的每一部分，并且出现的故障是千变万化的、随机的。因此，排除故障的方法只能根据故障的具体情况而定，没有严格的固定模式和统一的标准。 1 故障种类 舰船电气设备故障种类繁多，按故障特征可以分为两类。一类有明显的外表特征，例如电机、电器显著发热、冒烟、散发焦臭味或有火花等，这类故障原因大多是过载、短路、接地，从而击穿绝缘电阻。这类故障容易发现，修复比较困难，因此，如有配件应该及时更换。另一类无明显外表特征，这类故障除了部分是由于电源、电机和制动器等主电路的问题外，多数是控制电路的问题。分析这类故障时，要根据现象逐步缩小故障的可能范围。 按故障部位可以分为电源故障、电路故障和机件故障，如表1 所示： 表1 电气故障分类表 故障种类 故障原因 电源故障 缺电源 电压，频率偏差 极性接反 相线和中性线接反 缺一相电源 相序改变 交直流混淆 电路故障 断线 短路 短接 接地 设备和元件 故障 接线错误 过热烧毁 不能运行 机件的故障规律一般呈“浴盆”状，如图1 所示。横坐标为工作时间，纵坐标为故障发生率，机件的故障随着时间的发展大致分为三个阶段：早期故障期、随机故障期和耗损故障期。从图中可以看出机件的早期故障期和耗损故障期故障率较高，检查时应特别注意。 图1 故障规律曲线 2 故障检测排除的过程 故障检测即检查测量，就是充分利用仪器工具对设备故障进行检测，以便能确定电气元件是否已损坏和准确判断故障点的位置。虽然检测工具种类多，更新快，检测方法也很多，但比较常用和实用的方法仍是利用欧姆表、电压表和电流表对电路进行测量。此外，还有状态分析法，单元分割法等。 排除故障虽然没有固定的模式，也无统一的标准，但在一般情况下，还是有一定规律的。排除故障通常所采用的步骤大致可分为：症状分析→设备检查→确定故障点→故障排除→排除后性能观察。 首先，对所有可能存在的有关故障原始状态的信息进行收集，并仔细分析判断，即症状分析。接着，根据症状分析中得到的初步结果，对设备进行详细检查，尤其是处在早期故障期和耗损故障期的设备，或是被认为最有可能存在故障的区域，应重点检查。要注意此时应尽量避免对设备进行不必要的拆卸，防止因不慎操作引起故障范围的扩大。然后，根据故障现象，结合设备的原理及控制特点进行分析和判断，确定故障发生范围，弄清是电气故障还是机械故障，是主电路故障还是控制电路或辅助电路故障，是人为造成的还是随机性的等等。并灵活运用排除故障的方法，逐步缩小范围，直至找到故障点。最后，在确定故障点以后，进行相应的故障排除。在故障排除以后，还应该做进一步检查，通过检查证实故障确实已经排除。 3 PLC故障排除方法 PLC作为控制器，已逐步应用于舰船各类电气设备的自动控制中，它是以弱电信号工作的电子设备，也就不可避免地存在着适应环境差的固有弱点。PLC的可靠性虽然很高，但是当使用不当或是环境条件恶化时，就会增加故障率。 由于PLC种类繁多，每种PLC的故障现象也不相同，只列举了常见的PLC故障现象和原因分类如表2所示。 表2 PLC故障现象的分类及故障原因 故障现象 故障原因 停机 CPU、存储器、输入输出、扩展单元异常报警。 程序不执行 全部程序不执行，部分程序不执行，计数器等误动作。 程序内容变化 电源ON/OFF 引起变化，长时间停电引起变化，运行中发生变化。 写入器不能操作 操作不当或没有按下特定键，完全不动作。 输入输出不动作 输入信号没有输入CPU，CPU 没有发出输出信号。 PROM 不能运转 没有接通PROM，出现错误。 扩展单元不动作 只有特性的输入输出不动作，全部不动作。 由于舰船工作环境的特殊性，使得PLC的正